浅埋地下工程管棚作用机理及其参数分析

论述了管棚的作用及支护机理。从浅埋地下工程失稳机理入手探讨了管棚的预支护机理和设计参数。引入土拱效应推导出了管棚最大间距设计的计算公式。     

隧道管棚加预注浆超前支护数值模拟分析

管棚、超前预注浆加固作为隧道施工中的重要辅助工法,在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地层位移等方面发挥了重大的作用。因此,2种预加固方法在我国被广泛应用。采用FLAC3D有限差分法软件,建立了管棚加预注浆超前支护、仅采用管棚支护、仅采用预注浆以及无任何支护作用下的四种开挖模型进行数值模拟分析,研究在控制隧道的应力、位移以及地表沉降方面的作用效应。     

厦门翔安隧道进口段管棚支护参数优化分析

研究目的:现今管棚的支护参数主要根据经验而得,是在充分保证施工安全前提下的保守数据,没有充分发挥管棚的超前支护效果,造成了材料与人力的浪费.本文结合厦门翔安海底隧道入口段管棚支护实例,选用合理的管棚支护力学模型,对管棚的支护参数进行优化分析.研究结论:采用管棚超前支护进洞,使得拱顶与地表降量均较小,说明采用地层-结构法计算浅埋的管棚支护结构是合理的.管棚设置范围、环向间距、浆液扩散半径均存在最优值,当设计支护参数超过这一最优值时,拱顶下沉量趋于收敛,且收敛速度较快,不能通过一味地增加设计参数来提高隧道结构的可靠性.     

隧道大管棚支护施工技术

根据川藏公路二郎山隧道运用管棚支护通过地质破碎带的施工实例，系统介绍了采用德国专业管棚钻机进行管棚支护的施工方法。     

铁路隧道超前管棚变形规律及参数研究

研究目的:隧道近距下穿既有铁路路基或隧道段时,常采用洞内超前大管棚支护,而目前多采用工程类比法确定其支护参数,因此有必要对大管棚支护变形规律及设计参数进行研究。研究结论:(1)管棚结构变形由管棚弯曲变形和支承结构压缩变形组成,变形计算公式为s=αql(2)除未支护段外,其余段长度变化对管棚变形影响相对较小,未支护段增长,变形显著增大,且刚度越小增加幅度越大;管棚变形随着荷载的增加呈线性增长;管棚变形随着刚度增大而减小,且未支护段越长减小幅度越大,当管棚刚度较小时,刚度增大则变形显著减小,当刚度达到临界值后,增大刚度则变形减小不明显;(3)应综合考虑穿越段变形控制要求、工程投资、施工难度,合理选择管棚直径和长度;(4)本研究成果可为隧道超前管棚变形规律分析、工程设计提供理论依据。     

九岭山特长隧道进口段长管棚预加固施工技术

九岭山隧道进口段由松散土层和Pt2sh1全强风化带组成,附近存在一构造破碎带,岩土稳定性差,加上地形坡度大,洞口施工需进行预加固处理.经过技术经济分析,决定采用一次支护长度大、可以减少支护次数、缩短施工时间的长管棚支护为主的加固方案.对长管棚支护参数、注浆参数、施工工艺进行了详细介绍.实践证明长管棚超前加固处理九岭山特长隧道进口段,对于工程安全、质量、进度都起到了保证作用.     

砂卵石地层超长管棚技术应用与研究

成都地铁盾构始发及接收采用管棚加固措施,既有经验及工程实践表明,管棚支护对控制沉降及盾构始发/接收安全起到有效控制作用,为将管棚支护技术应用于下穿既有运营地铁线等高风险工程,有必要对成都砂卵石地层超长管棚应用进行系统研究,以成都在建地铁车站基坑内管棚试验为基础,对管棚直径、打设工艺、打设长度、打设精度及引起地层沉降进行研究分析。结果表明:在卵石粒径大(最大粒径60cm)、卵石含量高(60%~80%)的成都砂卵石地层,采用带冲击锤头的潜孔钻机,可实现管棚长距离施工,当施作长度小于35 m时能有效控制管棚偏移量,试验过程中最大偏移量为0.6m,且管棚采用跟管顶进法可有效控制管棚施工过程中引起的地层沉降。     

浅埋暗挖隧道中管棚超前预支护的优化

管棚工法被广泛地应用在隧道开挖中,尤其在软弱地层及浅埋、大跨度地段,但其设计主要依赖于工程类比。结合某隧道工程,简化了管棚超前支护设计的计算图式,计算了隧道周围围岩压力并对管棚间距的选取进行了分析优化,对管棚超前支护施工具有指导意义。     

隧道穿越大型充填溶洞超前支护方案研究

岩溶隧道在穿越高压富水溶腔时频发突水涌泥灾害,给施工安全和周围环境造成严重威胁。根据渝怀铁路某隧道穿越溶洞实际情况,分别对“超前小导管+帷幕注浆支护”和“管棚+帷幕注浆”2种超前支护方案进行数值模拟分析,对围岩变形特征和塑性区进行对比分析,结果表明:(1)管棚超前支护对控制拱顶围岩沉降、拱底围岩隆起以及周边收敛变形更有利;采用管棚超前支护比超前小导管支护围岩变形明显降低。(2)采用管棚超前支护比超前小导管支护的塑性区发展深度有效降低,更能保护围岩的稳定性。采用管棚超前支护成功通过了该隧道大型充填溶洞的高风险段,可为类似工程提供借鉴。     

管棚支护技术在武广客运专线隧道软弱围岩开挖中的应用

研究目的:由于隧道洞身横穿软弱围岩,结构松散,围岩稳定性极差。为了解决这一施工中遇到的问题,因此特别针对软弱围岩的开挖支护进行了技术研究。研究结果:通过管棚注浆超前支护在桐木冲隧道出口软弱围岩开挖中的应用和监控量测,进一步地了解了管棚注浆支护的原理,有效地阻止了开挖时软弱围岩的坍塌和涌水,为隧道的施工安全提供了保障。     

武广客专铁咀岭隧道浅埋段长管棚施工技术

武广客运专线铁咀岭隧道采用30 m长管棚超前支护施工技术,本文从参数确定、机具选择、施工进度、质量控制与效果评价等方面作了具体介绍。施工效果表明,管棚施工完成后,进行洞身开挖时,围岩较稳定,管棚与注浆岩体固结,形成了良好的护拱棚架作用。     

沙质黄土隧道支护侵限段迈式管棚超前支护技术有效性分析

风积沙质黄土构造上具有松散、钻孔成孔困难等特点,这种土质中隧道施工易于发生崩塌。针对朔州隧道进口段拱顶出现塌陷、下沉,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形且侵限等现象,选择采用迈式管棚超前支护技术对初支进行拆换。采用有限元差分软件FLAC3D对风积沙质黄土隧道坍塌体工作面迈式管棚超前支护技术进行了研究,结果表明:迈式管棚超前支护结合迈式径向锚杆可以有效控制支护及围岩变形,实现了侵限段初支安全拆换。该技术措施对同类工程具有一定的参考和借鉴意义。     

砂质黄土隧道支护侵限段迈式管棚超前支护技术有效性分析

风积砂质黄土构造上具有松散、钻孔成孔困难等特点,这种土质中隧道施工易于发生崩塌.针对朔州隧道进口段拱顶出现塌陷、下沉,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形且侵限等现象,选择采用迈式管棚超前支护技术对初支进行拆换.采用有限元差分软件FLAC3D对风积砂质黄土隧道坍塌体工作面迈式管棚超前支护技术进行了研究,结果表明：迈式管棚超前支护结合迈式径向锚杆可以有效控制支护及围岩变形,实现了侵限段初支安全拆换.该技术措施对同类工程具有一定的参考和借鉴意义.     

地铁穿越砂卵石富水地段支护施工技术

结合北京地铁穿越砂卵石富水地段的施工,对隧道的支护以及在砂卵石中管棚施工的钻机钻进施工技术进行了探讨和介绍。通过在拱墙部位施作30 m超前长管棚注浆并辅以单排超前小导管补注浆进行超前支护,形成棚架作用;采用三台阶预留核心土人工开挖,及时施作初期支护,并设置临时仰拱、横撑和竖撑加强支护;跟进径向注浆和隧道底板注浆,扩大固结范围和封堵初支渗水;二次衬砌紧跟,完成隧道施工。确保了在复杂地质条件下的隧道开挖安全。     

岩溶隧道超前加固方案比选

以岩溶地区左侧有串珠型溶洞的新高坡隧道为工程依托,设计了小导管注浆、管棚、管棚+小导管注浆3种超前加固方案。采用ANSYS建立三维数值模型,运用有限差分软件FLAC 3D,计算3种加固方案下隧道采用三台阶法施工完成后洞周变形以及初期支护所受压应力,并与未采取加固措施时计算结果对比。结果表明:3种超前加固方案对洞周变形和初期支护均有一定改善作用;管棚+小导管注浆方案的加固效果最好,其洞周最大水平位移、最大竖向位移、初期支护所受最大压应力比未加固时分别减少了43.38%,48.46%和23.13%。     

地铁换乘通道与既有地下商场接建施工方法分析

以一地铁工程为依托研究车站换乘通道施工对与其接建的既有地下商场的影响。利用MIDAS/GTS软件对不同施工条件进行了三维模拟分析,得出采用台阶法施工、管棚支护的合理开挖进尺及管棚参数,对比实际监测数据验证了施工方法的可行性。     

自进式管棚施工技术在软弱围岩隧道中的应用

针对传统管棚在软弱围岩段施工时易塌孔、送管困难等难题,以郑万铁路高家坪越岭隧道为工程实例,建立简支梁模型,对R51×10自钻式锚杆作管棚替代Φ76×6钢花管管棚的可行性进行了分析。结果表明:自进式管棚的抗剪强度和抗弯强度分别达到236.41,118.2 MPa,满足支护设计要求。采用自进式管棚对不同隧道Ⅴ类围岩段施工跟进2 043 m,施工效率达1.42 m/min,整体效益较钢花管管棚支护提高22%。以直径减少33%的自进式管棚替代钢花管管棚,在保证围岩支护安全的同时可提高施工效率、降低劳动强度,解决软弱围岩隧道的施工问题。     

双层注浆超前小导管支护技术的应力及受力模拟分析

管棚超前支护以其在山岭隧道中独特的优点必将得到更为广泛的运用。但就管棚法中的两种超前预支护技术而言，它们的力学行为特征、最适的围岩条件、设计及施工的合理性等方面还存在诸多的不确定性，有待作更为深入的研究。针对张（百湾）～双（峰寺）铁路2标段四道沟隧道的实际情况．主要研究了两种管棚超前支护方案的选定技术。     

超前长管棚技术在崔家冲隧道施工中的应用

管棚是隧道施工中软弱围岩超前支护的一种重要形式,沪昆客运专线长昆湖南段CKTJ-9标崔家冲隧道进出口采用长管棚及注浆有效地加固洞口破碎带,使得隧道成功通过洞口破碎带。重点介绍了长管棚的设计及施工工艺。     

长大管棚在马垭口公路隧道浅埋段施工中的应用

介绍巫奉高速公路A15合同段马垭口隧道40 m长大管棚超前支护的施工技术,包括技术参数确定、施工工艺、进度情况、质量控制等。实践证明,长大管棚超前支护技术在浅埋、软岩、黄土等不良地质隧道施工中具有非常重要的意义。